人教版高中物理必修-牛顿第二定律-ppt精品课件
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牛顿第二定律的理解。 物理学研究方法。 控制变量法的掌握。
本节导航
1、牛顿第二定律 2、力的单位 3、牛顿第二定律的性质
实验一：
材料：物体A和B，两平滑的相同木板，若干钩码。
已知：A和B是相同的小物块，且
，
G1G1'G2 mA mB
实验效果： A运动状态改变慢，B运动状态改变快。
实验分析： 对于A，F合 = G1G2f 对于B， F合 = G1' f （f为为物体与木板之间的摩擦力）
①保持物体质量一定，研究加速度和合外力 的关系。
②保持物体所受的合外力一定，研究加速度 和物体质量的关系.
下面也可通过控制变量法来研究F、m、a三者 之间的关系:
（1）先保持m一定,研究F和a的关系。
由实验一得物体的加速度随着合外力的增大而增大
在物体的质量保持 不变的情况下，物体 的加速度与合外力成 正比。
方向相反
人教版高中物理必修1 - 3.牛顿第二定律(共43张PPT)【PPT优秀 课件】- 精美版
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感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体 进行正常 生命活 动必要 的条件 。大量 出汗后 ，除补 充水分 外，还 应该补 充无机 盐，所 以应喝 盐汽水 。
实验结论：在物体质量m一定的情况下，F合 越大， 物体的运动状态越易改变。
实验二：
材料：物体A和B，两相同木板，若干钩码。 已知：已知A和B是材料相同的物体，且
2 mA mB G G '
实验要求： 使A和B在相同拉力作用下在木板上
运 动，观察现象。 计算出两物体受到的摩擦力，从而把
物体受到的摩擦力抵消掉。
4.3牛顿第二定律
教学目标
（1）知识与技能
掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。 学会用控制变量法探究。 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。
（2）过程与方法
归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力 的关系,进而总结出牛顿第二定律。 培养学生的概括能力和分析推理能力。 渗透物理学研究方法的教育。
如果位移S不变,则加速度a与时间t 的平方成
反比,即
那a么1我a2们需t22要t1知2 道物体经过位
移S所需要的时间t
实验注意点：
（1）滑块初速度 v 0=0
（2）导轨要水平
实验步骤
（1）滑块质量 不m变，如果 与a成正F比，
则
F1 F 。2由a公1/式a2
得，s
1 2
at2
F1t12 = F所2 t以22 我们可以得到： a1 a2 t22 t12
2、力 的 单 位
由前面已知牛顿第二定律的公式F=kma。 式子的k是比例常数。如果公式中的物理量选择 合适的单位，可以使k=1，从而使公式简化。
我们知道，在国际单位制中，力的单位是 牛顿。牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这 样定义的：使质量是1千克的物体产生1米/秒2 加速度的力，叫做1牛顿。即：
加速度为零，从而物体保持不动。
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2. 解答：F2 =12N 3. 解答：3倍关系 4.解答：9.9 m/s*s 5.解答：-0.5m/s*s
2.（08，江苏）一质量为M的探空气球在匀 速下降，若气球所受浮力F始终保持不变， 气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关， 重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率 匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为 （）
A.
B.
C.
D. 0
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使滑块所受拉力不变(F合=2N g=9.8N/Kg)， 质量m不同的情况下，作几次匀加速运动记录 下每种情况的质量m和时间t值。
此演示实验误差较小，重复做其数据基本 不变。测量数据记录如下：
第一次测量 第二次测量 第三次测量
物体质量 m / kg 0.165 0.2165
0.268
时间 t/s
0.91
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问题与练习
1. 解答：没有矛盾 公式F=ma中的F指的是物体所受的合力。 我们用力提放在地面上的很重的物体时，这时
物体受三个力：受对物体向上的作用力F1,重 力G，以及向上的支持力F2。由于F1<G（箱子 很重），使得物体所受的合力为零，故物体的
导入新课
由前面的知识我们知道， 在一条直线上运动的物体，其 运动状态的改变是指哪一物理 量的改变？
知识回顾:
想一想
物体运动状态的改变(即速度改变)的原因是 什么呢？
物体运动状态的改变实际上是物体速度发生 了改变，改变的原因是受到了外力的作用。
那么物体运动状态的改变还 与哪些因素有关呢
第四章 牛顿运动定律
3.物体所受合外力恒定,其加速度恒定;合 外力为零,加速度为零。
4.合外力决定了加速度,而加速度影响着 物体的运动情况。
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=
m
2
t
2 3
所以当滑块所受拉力不变的情况下，滑块的加速
a ∝ 度与滑块的质量成反比，即 1 m
综上所述，得到牛顿第二定律：
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质
a 量成反比。用数学公式表示：
∝
F m
，
或 F合 kma。也可以写成 F∝ ma ，F合 为
a 合外力，m为物体的质量，
为物体的加速
度，k为比例常数。
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课堂小结
1.这节课以实验为依据，采用控制变量 法的方法进行研究。
2.定义力的单位“牛顿”使得k=1，得到 牛顿第二定律的简单形式F=ma。
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3. 物体放在光滑的水平面上,在水平力作用 下从静止开始作直线运动,当水平拉力逐渐减小时, 它的加速度 减小 ,它运动的速度将 增大 ,当该 力减为零后,物体将 匀速运动 。
（3）情感态度与价值观
通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养 团队合作精神。 渗透物理学研究方法的教育。 认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究 的重要方法让学生在探究过程中体验解决问题 的成功喜悦，增进学习物理的情感。
教学重、难点
教学重点
熟练且准确的操作实验。 牛顿第二定律的特点。
教学难点
1.04
1.17
m1t22 0.178464m2t12 0.179284
m
3
t
2 2
=
0.289869
m
2
t
2 3
=
0.296367
m
1t
2
3=
0.225869
m 3 t12=
0.221931
结论：存在一定的微小误差，但可以近似认
为相等，即
m1t
2 2
=
m
2 t12
m
1t
2 3
=
m
3 t12
m3t
2 2
（2）再保持F一定,研究a和m的关系。 由前面的实验二得物体的加速度随着质量
的增大而减小
在物体所受的合外 力不变的情况下，物体 的加速度与质量成反比
（2）定量探究加速度与合外力、质量 的关系：（气垫导轨实验）
器材介绍： 1.气垫导轨（替换长木板，减小摩擦） 2.标尺（测长度） 3.滑块（替换小车） 4.挡板 5.光电门 6.数字计时器（精确测量时间间隔） 7.小桶、砝码、细绳、定滑轮（替换下滑力）
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牛顿第二定律的性质: 瞬时性:加速度和力的关系是瞬时对应，a与F同 时产生,同时变化,同时消失。
矢量性:加速度的方向总与合外力方向相同。 独立性:当物体受到几个力的作用时,可把物体 的加速度看成是各个力单独作用时所产生的分加 速度的合成。 适应范围:是对宏观,低速物体而言。
使滑块在质量m=0.165 Kg不变，所受拉力 F不同的情况下，作几次匀加速运动，记录下 每种情况的拉力F和时间t值。
此演示实验误差较小，重复做其数据基 本不变。测量数据记录如下：（ g=9.8N/Kg ）
第一次测量 第二次测量 第三次测量
合外力 F合 / N 0.0109.8 0.0159.8 0.0209.8
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4.一个物体从静止运动,5s内的位移为75m,物 体受到摩擦力为4N,物体质量为2kg,则物体所受 拉力F= 16N 。
高考链接
1.(08,广东 ) 质量为m的物体从高处释放后 竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加 速度为a＝1/3g ，则f的大小为（ ）
A． f=1/3g
B．f=2/3g
C．f＝mg
D．f=4/3g
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实验效果： A运动状态改变快，B运动状态改变 慢。 实验分析：对于A，F合 = G对于B， F合 = G ' 实验结论：在 F一合 定的情况下，ｍ越小，物体的 运动状态越易改变。
视频：牛顿第二定律的演示实验
加速度与合外力和物体的质量之间究
？ 竟有什么关系呢
教学方法
（1）控制变量法：
研究多个物理量之间的关系时，先控制一 些物理量不变，依次研究某一个因素的影响。
气垫导航实验实验图
实验原理：首先将两个光电门相距一定距
离固定在轨道上,即控制位移相等。然后固定
一个滑块的起始位置,使滑块上的挡光片在第
一个光电门的出光孔的附近,保证物体一开始
运动就开始计时。由于滑块下面是空气,因此
它受到的摩擦力很小,保证滑块受到的拉力就
是合外力。由公式 s 得12：at在2 的情v0况下0,
时间 t/s
1.26
1.03
0.89
Ft 2
0.1555848 0.1559523 0.1552516
，
实验结论：存在一定的微小误差，但可以近似认为
相等，即 F1t=12
F=2 t
2 2
所F3以t 32 当滑块质量不变的情况下，
a∝ F 滑块的加速度与滑块所受的合外力成正比，即
（则所2以a）m 我11拉a 们m 2力可2F以不t由a 22得2变公/t1到a 2，式1：如果a与得ms :成反12 a比t2， m1t22= m 2t12
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课堂练习
1. 当作用在物体上的合外力不等于零的情 况下,以下说法正确的是（ ）
A. 物体的速度一定越来越大 B. 物体的速度可能越来越小 C. 物体的速度可能不变 D. 物体的速度一定改变
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1牛=1千克 ·米/秒2
可见，如果都用国际单位制的单位，在上 式中就可以使k=1，上式简化成：
F = ma
这就是牛 顿
第二定律的 数学公式。
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3、牛顿第二定律的性质
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2. 下列说法正确的是（ ） A. 物体在恒力作用下,速度变化率均匀增大 B. 物体在恒力作用下,速度变化率不变 C. 物体在恒力作用下,速度变化率大小与恒
力的大小成正比。 D. 物体在恒力作用下速度逐渐增大
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1、牛顿第二定律 2、力的单位 3、牛顿第二定律的性质
实验一：
材料：物体A和B，两平滑的相同木板，若干钩码。
已知：A和B是相同的小物块，且
，
G1G1'G2 mA mB
实验效果： A运动状态改变慢，B运动状态改变快。
实验分析： 对于A，F合 = G1G2f 对于B， F合 = G1' f （f为为物体与木板之间的摩擦力）
①保持物体质量一定，研究加速度和合外力 的关系。
②保持物体所受的合外力一定，研究加速度 和物体质量的关系.
下面也可通过控制变量法来研究F、m、a三者 之间的关系:
（1）先保持m一定,研究F和a的关系。
由实验一得物体的加速度随着合外力的增大而增大
在物体的质量保持 不变的情况下，物体 的加速度与合外力成 正比。
方向相反
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感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体 进行正常 生命活 动必要 的条件 。大量 出汗后 ，除补 充水分 外，还 应该补 充无机 盐，所 以应喝 盐汽水 。
实验结论：在物体质量m一定的情况下，F合 越大， 物体的运动状态越易改变。
实验二：
材料：物体A和B，两相同木板，若干钩码。 已知：已知A和B是材料相同的物体，且
2 mA mB G G '
实验要求： 使A和B在相同拉力作用下在木板上
运 动，观察现象。 计算出两物体受到的摩擦力，从而把
物体受到的摩擦力抵消掉。
4.3牛顿第二定律
教学目标
（1）知识与技能
掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。 学会用控制变量法探究。 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。
（2）过程与方法
归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力 的关系,进而总结出牛顿第二定律。 培养学生的概括能力和分析推理能力。 渗透物理学研究方法的教育。
如果位移S不变,则加速度a与时间t 的平方成
反比,即
那a么1我a2们需t22要t1知2 道物体经过位
移S所需要的时间t
实验注意点：
（1）滑块初速度 v 0=0
（2）导轨要水平
实验步骤
（1）滑块质量 不m变，如果 与a成正F比，
则
F1 F 。2由a公1/式a2
得，s
1 2
at2
F1t12 = F所2 t以22 我们可以得到： a1 a2 t22 t12
2、力 的 单 位
由前面已知牛顿第二定律的公式F=kma。 式子的k是比例常数。如果公式中的物理量选择 合适的单位，可以使k=1，从而使公式简化。
我们知道，在国际单位制中，力的单位是 牛顿。牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这 样定义的：使质量是1千克的物体产生1米/秒2 加速度的力，叫做1牛顿。即：
加速度为零，从而物体保持不动。
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2. 解答：F2 =12N 3. 解答：3倍关系 4.解答：9.9 m/s*s 5.解答：-0.5m/s*s
2.（08，江苏）一质量为M的探空气球在匀 速下降，若气球所受浮力F始终保持不变， 气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关， 重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率 匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为 （）
A.
B.
C.
D. 0
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使滑块所受拉力不变(F合=2N g=9.8N/Kg)， 质量m不同的情况下，作几次匀加速运动记录 下每种情况的质量m和时间t值。
此演示实验误差较小，重复做其数据基本 不变。测量数据记录如下：
第一次测量 第二次测量 第三次测量
物体质量 m / kg 0.165 0.2165
0.268
时间 t/s
0.91
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问题与练习
1. 解答：没有矛盾 公式F=ma中的F指的是物体所受的合力。 我们用力提放在地面上的很重的物体时，这时
物体受三个力：受对物体向上的作用力F1,重 力G，以及向上的支持力F2。由于F1<G（箱子 很重），使得物体所受的合力为零，故物体的
导入新课
由前面的知识我们知道， 在一条直线上运动的物体，其 运动状态的改变是指哪一物理 量的改变？
知识回顾:
想一想
物体运动状态的改变(即速度改变)的原因是 什么呢？
物体运动状态的改变实际上是物体速度发生 了改变，改变的原因是受到了外力的作用。
那么物体运动状态的改变还 与哪些因素有关呢
第四章 牛顿运动定律
3.物体所受合外力恒定,其加速度恒定;合 外力为零,加速度为零。
4.合外力决定了加速度,而加速度影响着 物体的运动情况。
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=
m
2
t
2 3
所以当滑块所受拉力不变的情况下，滑块的加速
a ∝ 度与滑块的质量成反比，即 1 m
综上所述，得到牛顿第二定律：
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质
a 量成反比。用数学公式表示：
∝
F m
，
或 F合 kma。也可以写成 F∝ ma ，F合 为
a 合外力，m为物体的质量，
为物体的加速
度，k为比例常数。
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课堂小结
1.这节课以实验为依据，采用控制变量 法的方法进行研究。
2.定义力的单位“牛顿”使得k=1，得到 牛顿第二定律的简单形式F=ma。
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3. 物体放在光滑的水平面上,在水平力作用 下从静止开始作直线运动,当水平拉力逐渐减小时, 它的加速度 减小 ,它运动的速度将 增大 ,当该 力减为零后,物体将 匀速运动 。
（3）情感态度与价值观
通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养 团队合作精神。 渗透物理学研究方法的教育。 认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究 的重要方法让学生在探究过程中体验解决问题 的成功喜悦，增进学习物理的情感。
教学重、难点
教学重点
熟练且准确的操作实验。 牛顿第二定律的特点。
教学难点
1.04
1.17
m1t22 0.178464m2t12 0.179284
m
3
t
2 2
=
0.289869
m
2
t
2 3
=
0.296367
m
1t
2
3=
0.225869
m 3 t12=
0.221931
结论：存在一定的微小误差，但可以近似认
为相等，即
m1t
2 2
=
m
2 t12
m
1t
2 3
=
m
3 t12
m3t
2 2
（2）再保持F一定,研究a和m的关系。 由前面的实验二得物体的加速度随着质量
的增大而减小
在物体所受的合外 力不变的情况下，物体 的加速度与质量成反比
（2）定量探究加速度与合外力、质量 的关系：（气垫导轨实验）
器材介绍： 1.气垫导轨（替换长木板，减小摩擦） 2.标尺（测长度） 3.滑块（替换小车） 4.挡板 5.光电门 6.数字计时器（精确测量时间间隔） 7.小桶、砝码、细绳、定滑轮（替换下滑力）
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牛顿第二定律的性质: 瞬时性:加速度和力的关系是瞬时对应，a与F同 时产生,同时变化,同时消失。
矢量性:加速度的方向总与合外力方向相同。 独立性:当物体受到几个力的作用时,可把物体 的加速度看成是各个力单独作用时所产生的分加 速度的合成。 适应范围:是对宏观,低速物体而言。
使滑块在质量m=0.165 Kg不变，所受拉力 F不同的情况下，作几次匀加速运动，记录下 每种情况的拉力F和时间t值。
此演示实验误差较小，重复做其数据基 本不变。测量数据记录如下：（ g=9.8N/Kg ）
第一次测量 第二次测量 第三次测量
合外力 F合 / N 0.0109.8 0.0159.8 0.0209.8
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4.一个物体从静止运动,5s内的位移为75m,物 体受到摩擦力为4N,物体质量为2kg,则物体所受 拉力F= 16N 。
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1.(08,广东 ) 质量为m的物体从高处释放后 竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加 速度为a＝1/3g ，则f的大小为（ ）
A． f=1/3g
B．f=2/3g
C．f＝mg
D．f=4/3g
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实验效果： A运动状态改变快，B运动状态改变 慢。 实验分析：对于A，F合 = G对于B， F合 = G ' 实验结论：在 F一合 定的情况下，ｍ越小，物体的 运动状态越易改变。
视频：牛顿第二定律的演示实验
加速度与合外力和物体的质量之间究
？ 竟有什么关系呢
教学方法
（1）控制变量法：
研究多个物理量之间的关系时，先控制一 些物理量不变，依次研究某一个因素的影响。
气垫导航实验实验图
实验原理：首先将两个光电门相距一定距
离固定在轨道上,即控制位移相等。然后固定
一个滑块的起始位置,使滑块上的挡光片在第
一个光电门的出光孔的附近,保证物体一开始
运动就开始计时。由于滑块下面是空气,因此
它受到的摩擦力很小,保证滑块受到的拉力就
是合外力。由公式 s 得12：at在2 的情v0况下0,
时间 t/s
1.26
1.03
0.89
Ft 2
0.1555848 0.1559523 0.1552516
，
实验结论：存在一定的微小误差，但可以近似认为
相等，即 F1t=12
F=2 t
2 2
所F3以t 32 当滑块质量不变的情况下，
a∝ F 滑块的加速度与滑块所受的合外力成正比，即
（则所2以a）m 我11拉a 们m 2力可2F以不t由a 22得2变公/t1到a 2，式1：如果a与得ms :成反12 a比t2， m1t22= m 2t12
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课堂练习
1. 当作用在物体上的合外力不等于零的情 况下,以下说法正确的是（ ）
A. 物体的速度一定越来越大 B. 物体的速度可能越来越小 C. 物体的速度可能不变 D. 物体的速度一定改变
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1牛=1千克 ·米/秒2
可见，如果都用国际单位制的单位，在上 式中就可以使k=1，上式简化成：
F = ma
这就是牛 顿
第二定律的 数学公式。
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3、牛顿第二定律的性质
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2. 下列说法正确的是（ ） A. 物体在恒力作用下,速度变化率均匀增大 B. 物体在恒力作用下,速度变化率不变 C. 物体在恒力作用下,速度变化率大小与恒
力的大小成正比。 D. 物体在恒力作用下速度逐渐增大